El equipo de investigación conjunto del Departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional de Seúl y el Departamento de Ingeniería Biológica y Cerebral del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) crearon una ‘Plataforma de detección de fármacos’ por primera vez en el mundo mediante la fusión de modelos organoides cerebrales derivado de pacientes con Alzheimer y biología del sistema. Desarrollado.
La enfermedad de Alzheimer es una enfermedad de demencia representativa que representa aproximadamente el 70% de las demencias. Hasta ahora, la causa del brote no está clara y es una de las enfermedades que la humanidad no ha superado sin una cura fundamental.
Uno de los desafíos en el desarrollo de un tratamiento para la enfermedad de Alzheimer es que los cerebros de pacientes reales no se pueden utilizar directamente como muestras experimentales. Como resultado, fue difícil evaluar con precisión la eficacia del fármaco de los grupos de tratamiento candidatos.
Para superar los obstáculos en el desarrollo de estos tratamientos, este estudio construyó un entorno similar al del cerebro de un paciente real.
Basado en organoides cerebrales derivados de pacientes reales con demencia, se desarrolló una plataforma para predecir la eficacia de los fármacos mediante la fusión de modelos matemáticos de mecanismos biológicos. El organoide cerebral se refiere a un mini-cerebro artificial 3D derivado de las células madre desdiferenciadas (iPSC) del paciente. Las células madre desdiferenciadas son células madre que tienen la propiedad (pluripotencia) de diferenciarse en todo tipo de células, como las células madre embrionarias. A través de esto, el equipo de investigación superó las limitaciones experimentales al establecer un entorno similar al del cerebro de un paciente real.
Además, se construyó una red específica para neuronas en la enfermedad de Alzheimer utilizando una técnica de modelado matemático basada en biología de sistemas. La biología de sistemas es un paradigma de investigación que identifica y explica los fenómenos de la vida mediante la fusión de modelos matemáticos de TI, simulación por computadora y experimentos de biología celular molecular de BT.
El equipo de investigación verificó la efectividad del modelo de computadora neuronal utilizando organoides cerebrales derivados de pacientes con enfermedad de Alzheimer reales y grupos normales. Este es el primer caso en el mundo que verificó un modelo informático neuronal basado en biología de sistemas como un organoide cerebral derivado de un paciente con enfermedad de Alzheimer.
El campo de las enfermedades cerebrales se ha considerado un páramo para la medicina de precisión, pero el equipo de investigación cree que este estudio ayudará a descubrir el fármaco objetivo óptimo según el genotipo de los pacientes con enfermedad de Alzheimer.
El profesor In-hee Moo dijo: “Si el descubrimiento óptimo de fármacos se realiza de acuerdo con el genotipo de los pacientes con enfermedad de Alzheimer a través de la plataforma de biología del sistema, esperamos que Corea pueda adelantarse a la ventaja nacional en el desarrollo del tratamiento de la demencia.
Esta investigación se llevó a cabo como un proyecto nacional de desarrollo de tecnología para combatir la demencia con el apoyo del Ministerio de Salud y Bienestar y el Instituto de Promoción de la Industria de la Salud de Corea, y se publicó el día 12 en la revista académica internacional ‘Nature Communications’.
Reportero Moon Se-young pomy80@kormedi.com
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